Forme di vita antichissime stanno risvegliandosi dopo millenni trascorsi nel permafrost

Questi zombi dell'era glaciale vanno dai semplici batteri agli animali multicellulari e la loro resistenza sta spingendo gli scienziati a rivedere la loro idea di cosa significhi sopravvivere

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Tra il 1550 e il 1850, un periodo durante il quale  il mondo si raffreddò per quella che viene chiamata la piccola era glaciale, sull’isola Ellesmere, in Canada, il ghiacciaio Teardrop si estese attraverso il paesaggio, inghiottendo un piccolo ciuffo di muschio.

Nel 1850, questa pianta era congelata sotto una lastra di ghiaccio di 30 metri di spessore. Da allora, l’uomo ha scoperto gli antibiotici, visitato la Luna e bruciato 2 trilioni di tonnellate di combustibili fossili.

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Grazie a questo ultimo exploit, la biologa evolutiva Catherine La Farge, arrivata alcuni secoli dopo a Teardrop’s melting edge, ha potuto estrarre dalla sua tomba ghiacciata il ciuffo di muschio della specie Aulacomnium turgidum. Il muschio era sbiadito e strappato, ma sfoggiava una sfumatura verdeggiante, un possibile segno di vita.

Le storie sui cambiamenti climatici spesso evidenziano la fragilità del sistema ecologico terrestre. Il quadro è diventato ancora più preoccupante da quando un rapporto delle Nazioni Unite ha evidenziato che 1 milione di specie di piante e animali del nostro pianeta stanno affrontando lo spettro dell’estinzione.

Ma per alcune specie eccezionali, le calotte glaciali e il permafrost stanno iniziando a rivelare un’altra narrativa, una sorprendente capacità di recupero biologico.

I ricercatori che operano nell’Artico stanno scoprendo organismi, creduti morti congelati da millenni, che, riportati a temperature adatte, sembrano poter tornare in vita. Questi zombi dell’era glaciale vanno dai semplici batteri agli animali multicellulari e la loro resistenza sta spingendo gli scienziati a rivedere la loro comprensione di cosa significa sopravvivere.

Difficile pensare che qualcosa rimasto sepolto per centinaia di anni possa tornare a vivere“, ha detto La Farge, che studia i muschi all’Università di Alberta.

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Nel 2009, la sua squadra stava setacciando il margine del Teardrop per raccogliere materiale vegetale antico restituito dal ghiacciaio le cui dimensioni si riducono costantemente, restituendo alla luce quando avvolto e congelato secolo e secoli fa, al momento della sua formazione. Il loro obiettivo era quello di documentare che tipo di vegetazione facesse parte dell’ecosistema dell’isola prima che il ghiacciaio si formasse e cambiasse tutto.

“Abbiamo sempre pensato che si trattasse di vegetazione fossilizzata, ma vedendo alcuni campioni colorati di verde invece che del solito nerastro della putrefazione, abbimao pensato si essere davanti a qualcosa di insolito…” Ha spiegato la La Farge a proposito degli antichi e curiosi ciuffi di muschio che hanno trovato.

I campioni prelevati furono portati ad Edmonton e inseriti in terreni ricchi di nutrienti in un laboratorio luminoso e caldo. bene, quasi un terzo dei campioni ha germogliato mettendo nuovi rametti e foglie.

Siamo rimasti piuttosto colpiti“, ha detto La Farge.

Non è facile sopravvivere al congelamento. I cristalli di ghiaccio possono distruggere le membrane cellulari e gli altri delicati organelli delle cellule. Molte piante e animali semplicemente muoiono all’arrivo del freddo invernale, lasciando semi e uova a garantire la nascita di una nuova generazione in primavera.

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I muschi seguono un percorso più complesso. Si essiccano quando le temperature precipitano, eludendo il rischio potenziale che si formi ghiaccio nei loro tessuti. E se alcune parti della pianta subiscono danni, alcune cellule possono dividersi e differenziarsi in tutti i vari tipi di tessuto, potendo così generare anche un’intera piantina di muschio, un po’ ome succede con le cellule staminali negli embrioni umani.

Grazie a questi adattamenti, i muschi sono più adatti di altre piante a sopravvivere al congelamento a lungo termine, ha affermato Peter Convey, un ecologo del British Antarctic Survey.

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Sulla scia del risveglio dei muschi canadesi di La Farge, la squadra di Convey ha annunciato di aver risvegliato un muschio vecchio 1.500 anni sepolto a più di un metro di profondità nel permafrost antartico.

L’ambiente del permafrost è molto stabile“, ha spiegato Convey, osservando che il terreno perennemente ghiacciato può isolare il muschio dagli stress a livello superficiale, come i cicli annuali di congelamento-scongelamento o radiazioni dannose per il DNA.

La ricrescita di muschi secolari suggerisce che i ghiacciai e il permafrost non sono solo dei cimiteri per la vita pluricellulare, ma potrebbero invece aiutare gli organismi a resistere alle ere glaciali. E mentre il riscaldamento globale rimuove la copertura di ghiaccio nell’Artico e nell’Antartico, alcuni degli antichi abitatori di queste terre riemergono alla vita, pronti a riprendere il loro dominio su questi ecosistemi.

Convey ha spiegato che, quando il ghiaccio si scioglie, il terreno resta esposto e le piante generalmente colonizzano il nuovo terreno disponibile, portate da “altrove” attraverso spore trasportate a lunghe distanze dal vento. Una dispersione così estesa è lenta, spesso richiede decenni.

Ma “quando qualcosa può sopravvivere in situ,” ha spiegato Convey, “come il muschio redivivo appena scoperto, questo accelera il processo di ricolonizzazione“. Questi muschi riescono a ridare colore e vita ad un paesaggio quasi da un giorno all’altro, aprendo la strada ad altri organismi.

Gli antichi muschi scoperti da La Farge e Convey sono notevoli, ma il gruppo dei sopravvissuti all’era glaciale si estende ben oltre questo gruppo di piante.

Tatiana Vishnivetskaya ha studiato microbi antichi abbastanza a lungo da ritenere routine il fatto che tornino alla vita dopo essere stati congelati. Microbiologo dell’Università del Tennessee, Vishnivetskaya sta esplorando il profondità il permafrost siberiano per mappare la rete di organismi unicellulari che hanno prosperato nel ghiaccio secoli fa.

Ha ridato vita a batteri di milioni di anni fa su una capsula di Petri. Sembrano “molto simili ai batteri che si possono trovare negli ambienti freddi [oggi]“, ha detto.

Ma l’anno scorso, la squadra di Vishnivetskaya ha annunciato una “scoperta accidentale“, un organismo con un cervello e un sistema nervoso, che ha infranto la comprensione degli scienziati della resistenza estrema.

Come al solito, i ricercatori stavano cercando organismi monocellulari, le uniche forme di vita che si pensava potessero essere ancora vitali dopo millenni trascorsi bloccati nel permafrost. Hanno messo il materiale congelato su piastre di Petri nel loro laboratorio a temperatura ambiente e notato qualcosa di strano.

I goffi batteri e le amebe che si aspettavano erano, in realtà, enormi vermi segmentati, completi di una testa ad un’estremità e dell’ano all’altra, nematodi.

Ovviamente siamo rimasti sorpresi e molto eccitati“, ha detto Vishnivetskaya. Con una lunghezza di mezzo millimetro, i nematodi che erano tornati in vita erano le creature più complesse che la Vishnivetskaya, o chiunque altro, avessero mai rianimato dopo un lungo congelamento.

Il team ha stimato che uno dei nematodi avesse 41.000 anni, di gran lunga il più vecchio animale vivente mai scoperto. Questo verme viveva nel suolo ai tempi dei Neanderthal e aveva vissuto per incontrare gli umani di oggi nel laboratorio di alta tecnologia della Vishnivetskaya.

Secondo gli esperti, in effetti i nematodi sono ben equipaggiati per sopravvivere a millenni di congelamento nel permafrost.

Questi animaletti sopravvivono praticamente su tutto“, ha spiegato Gaetan Borgonie, ricercatrice di nematodi presso l’Extreme Life Isyensya a Gentbrugge, in Belgio, che non è stata coinvolta nello studio della Vishnivetskaya.

I nematodi sono onnipresenti nei diversi habitat della Terra. Borgonie ha trovato comunità brulicanti di nematodi a tre chilometri di profondità sotto la superficie terrestre, in pozzi sudafricani con scarso ossigeno e temperature altissime.

Quando le condizioni ambientali si deteriorano, alcune specie di nematodi possono entrare in uno stato di animazione sospesa chiamato stadio dauer, dauer significa durata in tedesco, nel quale non si nutrono e sviluppano un rivestimento protettivo che li isola dalle condizioni estreme.

Vishnivetskaya non è sicura che i nematodi che la sua squadra ha estratto dal permafrost abbiano superato le epoche nella fase dauer. Ma ha ipotizzato che i nematodi potrebbero sopravvivere teoricamente all’infinito se congelati stabilmente.

Possono durare un certo numero di anni se le loro cellule rimangono intatte“, ha detto.

Borgonie è d’accordo. La ricercatrice ha ammesso che il ritrovamento di nematodi di età pleistocenica è stata “una grande sorpresae ha espresso la considerazione che se questi animaletti sono sopravvissuti per 41.000 anni non sarà facile qìcapire quale sia il vero limite della resistenza di cui sono dotati.

Egli vede la resistenza virtuosistica dei nematodi in un contesto cosmico. “È un’ottima notizia per il sistema solare“, ha detto Borgonie, che crede che queste capacità di sopravvivenza possano far presagire la vita sugli altri pianeti e lune del sistema solare.

Qui sulla Terra, molte specie stanno precipitando verso l’estinzione ma altre stanno rivelando una resistenza incredibile.

È noto che molti animali sopravvivono ai cambiamenti climatici migrando attraverso enormi distanze verso zone con habitat più favorevoli favorevole ma queste ultime scoperte sembrano suggerire che altre specie utilizzano una diversa modalità migratoria: il tempo.

Dopo un sonno prolungato nelle frange ghiacciate della Terra, batteri, muschi e nematodi si stanno risvegliando in una nuova epoca geologica, pronti a riprendersi il pianeta.

Liberamente tratto da The Washington Post.